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Construção de túneis em áreas urbanas exige técnicas específicas e estudos complexos para não afetar as construções e preservar as estruturas enterradas

Classificados na engenharia civil como Obras de Arte Especiais (OAE), os túneis fazem jus à categoria por conta da alta complexidade técnica envolvida em sua execução, exigindo projetos estruturais elaborados, alta tecnologia e mão de obra especializada para vencer obstáculos geológicos, geotécnicos e logísticos.

Em centros urbanos, as interferências de infraestruturas enterradas – como redes de serviços, fundações e linhas de metrô – são desafios que exigem perícia e método. Segundo o presidente do Comitê Brasileiro de Túneis (CBT), Jean-Pierre Ciriades, o tratamento das interferências começa bem antes da escavação em si.

O primeiro passo, diz ele, é realizar um amplo levantamento de tudo o que já ocupa o subsolo e seu entorno imediato, incluindo ativos descomissionados e projetos previstos para a área, sobretudo em áreas ‘brownfield’. “Esse cadastro precisa ser complementado por investigações não destrutivas, como GPR (ground penetrating radar), para identificar interferências não registradas e conferir a confiabilidade das estruturas ‘as built’ disponíveis”, ele explica, referindo-se aos documentos técnicos que registram o estado da edificação ao final da obra, mostrando as alterações feitas no projeto original durante a execução.

INFORMAÇÕES

A partir daí, é preciso consolidar as informações em um modelo 3D, preferencialmente em ambientes BIM, permitindo identificar conflitos com mais clareza e apoiar estudos de alternativas de traçado, profundidade, método construtivo e medidas mitigadoras. “Em muitos casos, a melhor solução não é enfrentar a interferência, mas redesenhar a implantação para evitá-la ou reduzir seu impacto”, elucida Ciriades.

Outro ponto essencial, ele adiciona, é a coordenação institucional com concessionárias, órgãos públicos, operadores de infraestrutura e sociedade, que precisam ser envolvidos com antecedência, “de modo que remanejamentos, desvios operacionais e medidas de proteção sejam planejados sem comprometer serviços e mobilidade”. “Todas as alterações devem ser recadastradas em base georreferenciada e redistribuídas aos stakeholders”, comenta o especialista do CBT. “Uma obra subterrânea bem-executada também deixa uma base de informação muito mais confiável para a cidade como legado.”

Para minimizar recalques na superfície, é necessário ainda investigar previamente as condições do maciço e das edificações vizinhas. “Essas características locais condicionam a escolha do método de escavação e indicam a necessidade de tratamentos prévios ou de reforço estrutural do solo”, observa Gisleine Coelho de Campos, pesquisadora do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT).

Definidas as metodologias e sequências construtivas, deve-se implantar um programa de instrumentação e monitoramento, que pode utilizar sistemas em tempo real (para cenários de maior risco e complexidade) como métodos convencionais (com leituras periódicas atreladas ao avanço da obra). “A instrumentação atua como ferramenta de controle dos impactos da escavação, devendo ser planejada e acompanhada por profissionais qualificados para que os resultados retroalimentem o projeto e guiem a tomada de decisões”, complementa.

Para uma perturbação superficial mínima, a escavação de túneis em solos moles urbanos frequentemente utiliza tuneladoras pressurizadas. Essas máquinas, como explica Lucas Vilela de Souza, coordenador técnico de vendas da Maccaferri, são capazes de controlar os recalques ao aplicar pressão contínua na frente de escavação, igualando o empuxo da terra à pressão da água. “Essa tecnologia atua integrada ao preenchimento imediato do espaço anelar com argamassa para travar o solo, ao uso de anéis de concreto estanques, que evitam o rebaixamento do lençol freático, e de sistemas automatizados de injeção de compensação, que inserem calda de cimento sob alta pressão para corrigir em tempo real qualquer deformação detectada”, explica.

SEGURANÇA

É possível extrair algumas lições dos colapsos recentes em obras subterrâneas, diz Campos, do IPT. Em aglomerados urbanos, isso realça a importância de um sistema de cadastro das interferências enterradas, contendo a geometria dos projetos ‘as built’, mas também sinergia entre projetistas e executoras, particularmente quanto ao compartilhamento de dados de investigações geológico-geotécnicas e monitoramento por meio de instrumentação específica. “Esses dados podem enriquecer os novos modelos de previsão do comportamento”, acentua a pesquisadora.

Outro ponto central, ela prossegue, é a revisão dos critérios de projeto. Em passado recente, muitos atendiam condições de estabilidade, mas hoje exigem margens de segurança adicional para mitigar deformações em estruturas próximas. “Além disso, é relevante contar com um programa de instrumentação que considere a integralidade dos efeitos das escavações e retroalimente o projeto”, comenta Campos. “Adicionalmente, devem ser incorporadas análises estatísticas de tendências, pois pequenas deformações acumuladas podem fragilizar certos maciços de solo e elevar os riscos de instabilidade.”

Para Joni Matos Incheglu, coordenador do Comitê de Engenharia Condominial do Crea-SP, fatores como comunicação e planos de contingência devem integrar o escopo do projeto. “O enquadramento dessas experiências volta-se ao aprendizado coletivo e ao fortalecimento da responsabilidade técnica, sem antecipar conclusões de apurações específicas”, destaca.

NORMATIVOS

Diante dos desafios que permeiam essas construções, Ciriades avalia que o país ainda não dispõe de um escopo técnico normativo capaz de definir requerimentos sobre projetos de túneis no que tange aos seus aspectos civis. “Temos normas que abordam aspectos de proteção contra incêndio, ventilação e iluminação, mas não o projeto estrutural e geotécnico em si”, explana.

Cabe salientar que isso não é exclusividade do Brasil, avisa Ciriades. Ou seja, normas de projeto de túneis são raridade mesmo em países desenvolvidos, com mais experiência e recursos. “Trata-se de uma temática complexa e em constante evolução, com várias abordagens possíveis, o que dificulta a consolidação de fórmulas e métodos universalmente aceitos”, delineia.

Ainda assim, o especialista acredita que o país dispõe de base teórica sólida e excelentes profissionais, “que vêm projetando e construindo túneis extremamente desafiadores de maneira muito exitosa”, feito ainda mais notável quando consideradas as limitações de recursos e a complexidade das formações geológicas e geotécnicas brasileiras.

O CBT, nota Ciriades, tem atuado na difusão de conhecimento por meio de eventos em que esses tópicos frequentemente são abordados. Além disso, o Comitê participa direta ou indiretamente do desenvolvimento de normativas e manuais, como a futura norma de “Inspeção de Túneis”, da ABNT, e o “Manual de Projeto de Túneis”, do DNIT. “O Manual de Projeto de Túneis Rodoviários e Ferroviários, que será publicado em breve, irá contornar parcialmente essa lacuna”, informa.

Segundo o especialista, o documento será um referencial técnico atualizado para o setor de obras subterrâneas, orientando a concepção de projetos que atendam aos padrões de desempenho, segurança e durabilidade. “A despeito desse avanço, todavia, ainda há muito a ser feito nesse sentido”, admite Ciriades.

TÚNEIS IMERSOS

Atualmente, as obras de túneis sob o mar vêm se expandindo em todo o mundo. No entanto, como explica Edson Peev, vice-presidente do CBT, é crucial diferenciar dois conceitos presentes nesse segmento. De acordo com o especialista, túnel subaquático é uma definição funcional/geográfica, ou seja, refere-se a qualquer túnel que faz travessia sob um corpo d’água. “O Eurotúnel, por exemplo, entra nessa categoria, mas foi escavado no maciço abaixo do leito marinho, e não por afundamento de segmentos”, explica. “Já túnel imerso é um conceito construtivo.”

Segundo a literatura da ITA-AITES (Associação Internacional de Túneis e Espaços Subterrâneos), os túneis subaquáticos são formados por elementos pré-fabricados progressivamente flutuados, afundados em vala dragada, conectados entre si e, por fim, protegidos e recobertos. O projeto do túnel Santos–Guarujá, portanto, é um túnel subaquático do tipo imerso. “O principal fator em qualquer túnel subaquático é a alta pressão hidrostática, que representa desafio tanto na construção quanto na garantia da estanqueidade ao longo da vida útil da obra”, complementa Peev.

Na leitura de Incheglu, do Crea-SP, os principais diferenciais concentram-se em características como pressão hidrostática elevada e permanente, ambiente salino agressivo (o que exige cuidados com durabilidade e corrosão), exigência de estanqueidade absoluta nas juntas e complexidade da logística marítima, que envolve dragagem, flutuação e afundamento de precisão. “Nesses projetos, os pontos críticos migram do risco de recalque em edificações para fatores como infiltração, flutuação por empuxo e integridade das juntas entre os módulos”, diz.

Em contrapartida, o método de túnel imerso demanda menos desapropriações e apresenta menor impacto na superfície. Em ambos os casos, a garantia de estanqueidade e estabilidade da frente de escavação se baseia em monitoramento contínuo. “A integridade estrutural e operacional é assegurada pela aplicação de sensores avançados e sistemas de fibra óptica, que realizam a medição constante de parâmetros críticos, como taxas de infiltração, deformações estruturais e variações de temperatura”, aponta Incheglu.

Os túneis subaquáticos, retoma Souza, da Maccaferri, apresentam desafios de engenharia muito superiores aos urbanos, incluindo a presença constante de coluna d’água e a complexidade geológica dos leitos marinhos, com variações acentuadas que podem prejudicar os traçados, além de ataque químico severo. “A agressividade dos íons de cloreto e sulfato da água do mar exige concretos de alta durabilidade e resistência aos abrasivos”, arremata.

Lei insere matriz de riscosem contratações públicas

No âmbito público, o gerenciamento de imprevistos geotécnicos ganhou um forte aliado com a Lei nº 13.303 (“Lei das Estatais”), que inseriu a matriz de riscos em contratações. O mecanismo mapeia antecipadamente a possibilidade de variações de solo e rocha, definindo ações para evitar impasses que possam paralisar a obra, inclusive balizando a necessidade de aditivos de forma transparente.
Além disso, a modelagem financeira do contrato é determinante para a agilidade das soluções em campo. “Contratos por preços unitários trazem muito mais dinamismo, pois viabilizam ajustes imediatos no projeto por meio da simples alteração de quantitativos na planilha executiva”, afirma Rodolfo Szmidke, conselheiro do Crea-SP na Câmara Especializada em Engenharia Civil (CEEC). “Já os formatos de preço global tendem a engessar o processo, gerando negociações mais complexas e demoradas para validação das alterações necessárias”, completa.

Saiba mais:
CBT: www.tuneis.org.br
Crea-SP: www.creasp.org.br
IPT: ipt.br
Maccaferri: www.maccaferri.com/br